汽车AR-HUD难点之阳光倒灌

浅谈AR-HUD 的技术与挑战(二)

太阳光倒灌对策:

前言：

上篇《汽车AR-HUD发展困境：阳光倒灌与图像畸变》中介绍到：因AR-HUD的长VID，不仅会导致左右眼畸变，体积过大、眩光等问题，而且更会导致阳光倒灌问题难解决，本文就为大家分享一下，阳光倒灌应对方案。

大众ID.的AR-HUD，来源上汽大众

在现有量产HUD产品中，大部分都是采用凹面镜放大投影的光学原理。类似于凸透镜，凹面镜也有光学聚焦的特性，太阳光倒灌进PGU（picture generating unit）会因为光线汇聚而导致温度过高，甚至导致PGU被烧毁。

数据源: TEXAS INSTRUMENTS

而现有增强现实型抬头显示(AR-HUD)是在WHUD的基础上加大虚像放大倍数，从而实现更长的VID（投影距离），因此，相比于传统WHUD，AR-HUD的阳光倒灌问题更难解决。

下面，我们将按不同PGU类型为大家分享一下关于阳光倒灌的应对措施：

TFT类 PGU保护措施:

AR-HUD 放大倍率越大，太阳光倒灌的效应就越加严重， WHUD普遍使用的TFT光机(TFT PGU) 在AR-HUD 上使用形成非常大的挑战，没有完善的保护措施很快就会被烧毁。

大众AR-HUD，图片来源网络

这一类型的WHUD虽然也有太阳光倒灌的问题，但不严重。业内通常采用去除太阳光的红外线光谱范围，或去除太阳光的P波成分等方式，这样就可以减少约50%的太阳光能量，从而保证TFTPGU的安全.

(图:滤除HUD不需要的P波光)

AR-HUD 的太阳光聚热效应是WHUD的3～5倍，保护TFT PGU的效果至少要相当于使用在WHUD上的5倍才能保证TFT的安全。由于具体解决方案涉及专利保护范围，基于保密因素这里就不介绍方案的细节了。

投射式PGU:

使用DLP (Digital Light Processing)，LBS (Laser Beam Scanning)或LCOS (Liquid Crystalon Silicon) PGU可以避开太阳光倒灌烧毁PGU的问题，上述三种都是投射式的PGU，承受阳光聚光的显示屏幕其实是一片扩散片而非PGU本身，就像家用投影机的布幕才真正的显示面。

(各类HUDPGU 示意图，仅参考)

由于扩散片是耐热性塑料制成，且具有透明性产生热量小，故可以其抵御阳光倒灌的能力强。然而采用投射式PGU的缺点是扩散片表面是具有特殊纹路的非平面，阳光倒灌聚光虽不会烧毁却会产生方向不规则的反射散射，阳光下将大幅降低HUD的对比度，某些阳光角度甚至产生严重的炫光。

(图: 在特定阳光角度，会在DLP扩散片表面形成眩光，影响驾驶)

此外，DLP投射式的PGU虽不需特别的阳光倒灌保护措施，但PGU的结构复杂，最终导致成本极为高昂，体积较大等缺点。

小结

量产AR-HUD中，TFT型PGU与DLP 型PGU 各有其优点与缺点。以已上市的车厂为例：奔驰S级采用DLP方案，大众则采用TFT方案。

奔驰AR-HUD实拍图

针对阳光倒灌的难题，目前业界暂时没有完美的解决方案，大家都在持续发展新技术，希望能进一步解决上述问题点。

本文来源：怡利电子集团股份有限公司董事长陳錫勳

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